Telecomunicaciones II Magíster. Luís Leonardo Camargo Ariza lcamargoa@unimagdalena.edu.co

Modulación por Codificación de Pulso

Modulación de Pulsos

Modulación por Codificación de Pulsos La codificación PCM (Pulse Code Modulation) es el proceso de muestreo, cuantificación y codificación, para producir una señal codificada en un formato digital (binario generalmente). fue patentada por A.Reeves-1939. K.Cattermole-1962 fue quien propuso la ley A de codificación para PCM. PCM en esencia es una conversión analógica en digital de un tipo especial en el que la información contenida en la muestra instantánea de la señal analógica están representadas por la palabra digitales en un flujo de bits en serie. Si cada palabra digital contiene n dígitos binarios, existen M = 2n palabras de código único posible

Modulación por Codificación de Pulsos La señal PCM se genera por medio de tres operaciones básicas: MUESTREAR CUANTIFICAR CODIFICAR La operación de muestreo genera una señal PAM de creta plana, señal analógica que puede ser cualquier numero infinito de niveles. Cuantización es usar valores finitos que se aproximen al valor muestreados de la onda analógica, el valor permitido reemplaza a la muestra, donde existen M valores permitido. Codificar es asignar una palabra de código a cada valor permitido

Modulación por Codificación de Pulsos Cuantización es uniforme porque todos los escalones son iguales

Modulación por Codificación de Pulsos Rango dinámico DR: relación de la magnitud mas grande posible y la magnitud mas pequeña posible DR = V máximo / V mínimo DR = 20 log (V máximo / V mínimo) 2n - 1 ≥ DR Eficiencia de codificación: relación del numero de bits requerido para lograr el rango dinámico y el numero real de bits

Modulación por Codificación de Pulsos Ruido de cuantización (Qn). La distorsión inherente a la cuantización es el error de redondeo o truncamiento. La cantidad de tal ruido es inversamente proporcional al número de niveles de cuantización. Su valor maximo valor es la mitad del voltaje del tamaño del escalón

Modulación por Codificación de Pulsos Relación señal a ruido para pulsos cuantizados (S/N): Los pulsos cuantizados toman valores positivos y negativos. El tamaño del paso entre niveles de cuantización, conocido como intervalo cuantíl, es q volts. Cuando los niveles de cuantización están distribuidos uniformemente en el rango completo, el cuantizador es conocido como cuantizador uniforme o lineal.

Modulación por Codificación de Pulsos e, tiene distribución de probabilidad uniforme en un intervalo cuantil de ancho q. La varianza, σ2, corresponde a la potencia promedio del ruido de cuantización. = 3M2 Pico de Salida

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Modulación por Codificación de Pulsos Ancho de banda de PCM: El espectro de una señal PCM no esta directamente relacionado con el espectro de la señal analogica. El ancho de banda depende de la tasa de bits y de la forma del pulso. R= nfs n = es el numeros de bits en la palabra PCM M = 2n fs = tasa de muestreo fs> 2 B BPCM ≥ ½ R = ½ nfs Si se utiliza un pulso rectangular (NRZ) BPCM = R = nfs Tiene un limite inferior dado por BPCM = nB

Modulación por Codificación de Pulsos Cuantización no uniforme: Se utiliza para disminuir el Qn y S/N, se implementa con el proceso de Compansión ( proceso de comprimir y después expandir) Compansión analógica: ley A; ley μ Compansión digital: algoritmos

Modulación por Codificación de Pulsos Cuantización no uniforme: Se utiliza para disminuir el Qn y S/N, se implementa con el proceso de Compansión ( proceso de comprimir y después expandir) Compansión analógica: ley A; ley μ Compansión digital: algoritmos

Modulación por Codificación de Pulsos Compansión analógica:

Modulación por Codificación de Pulsos Compansión digital:

Modulación por Codificación de Pulsos Compansión analógica: ley μ

Modulación por Codificación de Pulsos Compansión analógica: ley A

Modulación por Codificación de Pulsos Compansión digital: 0 s0000000ABCD s000ABCD s0000001ABCD s001ABCD s000001ABCDx s010ABCD s00001ABCDxx s011ABCD s0001ABCDxxx s100ABCD s001ABCDxxxx s101ABCD s01ABCDxxxxx s110ABCD s1ABCDxxxxxx s111ABCD

Modulación por Codificación de Pulsos PCM delta: Si la muestra actual es menor a la muestra anterior, se trasmite un 0 lógico. Si la muestra actual es mayor a la muestra anterior, se trasmite un 1 lógico. PCM delta adaptativa: Es un sistema de modulación delta en donde el tamaño del escalón del DAC varia automáticamente, de pendiendo de las características de amplitud de la señal analógica de entrada. Después de un numero seguidos de 1 ó 0 consecutivos el tamaño del escalón se incrementa automáticamente

Modulación Digitales de Pulsos La modulación por código de pulso (PCM) es un proceso que produce un código binario, generalmente de 8 bits, para cada muestra de amplitud. Las señales PCM son señales PAM codificadas en binario. La modulación Delta (DM) es un proceso que produce un código de 1 bit, lo cual indica un aumento o una disminución en la amplitud de la señal de mensaje.

Modulación Digitales de Pulsos